辛星浅析raid

     我们来分析一下影响计算机性能的主要组件，主要就是CPU、主板的总线IO、内存IO、硬盘IO、网卡IO等等，而且现在CPU的性能已经很好了，但是计算机的整体的IO性能却较低，严重影响了计算机的性能，现在的计算机的总线IO、内存IO的速度都可以达到5G/s以上，但是磁盘IO往往较低。

     我们来分析一下常见的几种吧，对于SATA硬盘来说，速度小于150MB/s，对于SCSI硬盘来说，速度小于200MB/s,对于SAS硬盘来说，速度大约在200MB/s左右，而固态硬盘，也就是SSD，速度大约在500MB/s左右。我们平时自己使用的硬盘大多数是SATA接口的机械硬盘，而SATA3接口还是比较快的，可以达到6GB/s，而SCSI SAS一般用于服务器，通常转速很快，可以达到每秒一两万转，所谓SAS就是串行SCSI，而SSD就是固态硬盘啦。

     硬盘式绝大多数计算机的性能瓶颈，而IOPS也起到了很大的作用，所谓IOPS，它是Input/Output  Operation Per Second的缩写，也就是每秒进行读写(IO)操作的次数，多用于数据库等场合，他是衡量随机访问的性能的一个重要参数。而且我们发现现代磁盘的缺陷：IO性能弱，稳定性差。

    所谓RAID，也就是Redundant   Array  of  Independent  Disks，也就是廉价磁盘冗余阵列，它通过多磁盘并行运行，来提供计算机的存储IO性能。RAID有很多种类，称之为RAID的级别，现代RAID有7类，常用的则有4类。也就是RAID0、RAID1、RAID5、RAID6.对于冗余性，可以类比备份，多块磁盘组成了一个RAID，但是在OS看来只有一块RAID硬盘，而RAID5允许并行中的多块硬盘，可以有一块出现故障，而不丢失数据。

    对于RAID0，它最少需要两块硬盘，它将数据分别读写到多块硬盘，来提升读写性能，有几块硬盘，就可以吧数据分为几份来写，它的空间利用率是所有硬盘空间之和，它的性能也是所有硬盘速度之和，它没有冗余能力。它的优点就是可以并行的读和谐，而且空间利用率高，性能也最好。它的缺点就是一旦RAID中的某块硬盘出现故障，则数据将会全部丢失。

    对于RAID1，它需要偶数块硬盘，在读数据时，同时从多块硬盘读取数据来提高读取性能，它与RAID0的读速度一样，在写数据时它需要将同一数据复制到多块磁盘，从而提供冗余性。它应用于数据安全性以及完整性要求比较高的情景，而且读远多于写。它的空间利用率就是组成RAID1中最小的那块磁盘，它的读性能为所有硬盘速度之和，但是写性能比读性能要差一些。它的冗余能力就是，只要有一块硬盘没有损坏，那么数据就是完整的。对于RAID1来说，它的读很快，冗余性也很高，但是缺点就是有几块硬盘就需要有几份相同的数据，写数据很慢。

    对于RAID5来说，它最少使用3块硬盘，在读数据时，同RAID0，分布式的往磁盘上写数据，在读数据时，对数据进行奇偶校验，将校验信息同时保存在磁盘上，而校验信息在数据恢复时使用。其中RAID0性能最高，而RAID1冗余性最高，但是使用场景都不多，而实际的生产环境中多使用RAID5和RAID6.它的空间利用率是1-1/硬盘数，它的读性能很接近RAID0，写性能比RAID0弱，它的冗余能力就是如果有一块磁盘损坏，不会丢失数据。

    对于RAID6来说，它最少使用4块硬盘，它和RAID5一样，只是多一块硬盘保存校验信息的副本，读数据时，同RAID5，分布式的往磁盘上写数据，在写数据时，对数据进行奇偶校验，将校验信息同时保存在磁盘上，但是会再额外保存一份校验信息。它的空间利用率是1-2/硬盘数，它的读性能接近RAID5，但是写性能比RAID5弱，它的冗余能力就是如果有一块 硬盘损坏，不会丢失数据。

    对于RAID的实现，可以分为软件实现 和硬件实现。如果是软件实现，可以通过系统功能或者软件来实现，它没有独立的硬件和接口，它会占用一定的系统资源，比如cpu、内存、硬盘接口速度，受操作系统的稳定性影响。如果是硬件实现，可以通过购买独立的RAID硬件卡来实现RAID，有些主板集成了RAID硬件，硬件RAID不需要占用其他的硬件资源，而且稳定性和速度都比软件RAID要强。    

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